拜耳法赤泥干混砌筑砂浆的配制及性能研究

【摘要】：赤泥是铝土矿生产氧化铝后排放的细颗粒强碱性固体废渣,按现有工艺,生产1t氧化铝一般排出赤泥0.8～1.76t。我国是氧化铝生产大国,每年氧化铝企业赤泥排放量在1000万t以上,而目前赤泥综合利用率仅为4%,累积堆存量已高达2亿t,因此充分利用赤泥,变废为宝是一项迫切的任务。砂浆是土木工程建设中用量较大的建筑材料,据统计我国砂浆每年需求量约为10亿t,用赤泥制备水泥砂浆,是综合利用赤泥的有效途径。 本文通过赤泥-水泥胶凝材料体系水化硬化特性研究,确定了赤泥的掺量范围,并在分析矿物外加剂、化学外加剂对砂浆工作性能和力学性能影响的基础上,配制出了性能良好、成本较低的赤泥干混砌筑砂浆。论文还对砂浆的吸水性、泛碱、抗碳化性、干缩性、抗硫酸盐侵蚀性能进行了研究。主要结论如下: (1)赤泥-水泥胶凝材料体系水化产物的孔溶液碱度随赤泥掺量的增加而增大,但掺入赤泥并不会引起胶凝材料水化后期孔溶液碱度的增加。赤泥-水泥胶凝材料体系的水化产物XRD分析、化学结合水分析及强度分析表明赤泥对普通硅酸盐水泥早期水化和强度发展有促进作用。 (2)赤泥干混砌筑砂浆最佳配制参数为:赤泥掺量30%,超量取代系数β1.63,水胶比0.6。赤泥与磷渣、矿渣或粉煤灰复掺对赤泥砂浆工作性和力学性能起到一定改性作用。赤泥与矿渣复掺时对砂浆性能的改善最为明显,25%赤泥和25%矿渣复掺的砂浆28d抗折和抗压强度为7.5MPa、26.4MPa。适量的化学外加剂对赤泥砂浆的工作性能和力学性能也有不同程度的改善,其中减水剂、消泡剂、三乙醇胺早强剂、可分散乳胶粉最佳掺量分别为0.25%、0.2%、0.04%、2.0%左右。配制的赤泥干混砌筑砂浆性能良好,成本较低。 (3)掺入赤泥使砂浆的孔隙率增大,吸水率增加。赤泥与磷渣或矿渣复掺能改善砂浆的孔隙结构,使砂浆吸水率下降。赤泥与磷渣、矿渣或粉煤灰复掺能抑制赤泥砂浆泛碱,其中赤泥与粉煤灰复掺对砂浆泛碱抑制作用最为明显。 (4)赤泥的掺入使砂浆的抗碳化能力降低。但赤泥与磷渣、矿渣或粉煤灰复掺对赤泥砂浆的抗碳化能力有所改善。赤泥和粉煤灰、矿渣复掺的水泥砂浆在各龄期的干缩都明显小于基准砂浆。赤泥与粉煤灰复掺的砂浆抗硫酸盐侵蚀能力优于基准砂浆,赤泥与磷渣复掺的砂浆虽然抗蚀系数低于基准砂浆,但随着龄期增长抗硫酸侵蚀能力却不降反增。